电力变压器状态检修策略研究

陈舒颖

摘 要：随着我国经济的发展，对电力能源的需求也不断增加，电力变压器作为分配和输送电能的主要元件，在电力系统中发挥这日益重要的作用，电力变压器的状态检修策略也日益重要。文章结合工作实践，对比了传统定期检修与新型状态检修，阐述了进行状态检修的必要性，并就电力变压器的状态检修策略进行了分析。

关键词：电力变压器；状态检修；策略研究

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）20-0073-02

电力变压器是电力系统中最为重要的一次设备之一，电力变压器承担着变换、输送、分配电能的重任，与电网的安全稳定和人民生产生活有着密切关系。电力变压器一旦发生故障，将给电力系统带来的不容忽视的损失。在此背景下，积极探索和研究变压器的检修技术，具有极为重要的意义。

1 实施变压器状态检修的必要性分析

随着我国电网规模的不断扩大，电网的网架结构也日益复杂，对电网中运行的电气设备的可靠性要求更高，电力变压器作为系统中最重要的元件，其检修技术也需要不断提升。

1.1 传统的计划检修方式具有一定的弊端

长期以来，我国电力系统中检修方式以计划检修为主，以定期检修为主要方式。定期检修方式的特点为：按照电力运行规程，由管理部门制定检修的项目、周期和内容，在一定时间内进行检修，实施“到期必修”。定期检修这种传统的检修方式在一定时间内，有利于消除变压器的事故隐患，对设备运行起到了积极的作用。

然而，定期的计划检修具有以下弊端：

①缺少对事故的预见性。定期检修相对被动，无法提前预见事故，只能在事故发生后进行停电检修。导致停电抢修时，往往比较仓促，事故的紧迫性给人员检修和维护带来很大压力。

②具有一定的盲目性。电网的规模不断增大，电气设备也不断增多，在定期检修的情况下，设备的检修具有一定的盲目性，一方面必须停电检修，带来不可避免的损失，另一方面，消耗大量的人力和物力，使检修的性价比相对不高，不利于劳动生产率的提高。

③存在引起其它设备事故的隐患。电力检修工作人员的专业素质参差不齐，有些员工的工作态度和责任心也相对欠缺，在设备定期检修过程中，可能因为现场检修条件不良或检修工艺不佳，导致其它设备损坏，引起新的事故隐患。

1.2 状态检修方式的优越性分析

随着我国提出建设坚强智能电网的战略规划提出，电网技术不断发展，检修的观念也不断革新。电网规模的不断扩大和电网的智能化、自动化、自愈化发展情况下，传统的定期检修方式已经不再适用。

在此背景下，状态检修作为一种新型的检修技术应运而生。状态检修是指对电力变压器的运行状态进行在线监测，根据对设备运行健康情况的监测情况，结合历史巡检数据和历史可靠性数据，来决定检修的周期和内容，用实际的运行状态来代替了固定的检修周期。

与定期检修相比，状态检修方式具有以下优越性：

①以可靠性和预防性为中心。状态检修基于对设备运行状态的掌握，可以做到该修必修，增强了对事故的预防性，从而有利于节约人力和物力，尽可能的降低停电检修时间和因此带来的损失，为电网的效益提升作出贡献。

②降低了因检修引发其它故障的可能性。由于状态检修提高了对事故的预见性，降低了对电力变压器盲目停电检修带来的损失，也降低了停电检修时，引发其它故障的可能性，从而更加有利于系统内运行变压器的寿命和经济运行水平。

2 电力变压器状态检修的策略

根据状态检修的策略，可以将其分为以下几个要点：首先是对设备状态评估，包括对设备的在线监测，结合设备出厂资料、建造数据、历史巡检结果等资料在内，对设备进行状态评估，这是进行状态检修的基础和前提；其次是根据在线监测的结果，展开的故障诊断和分析，用来分析和识别电力变压器的各类故障；最后是根据状态监测和故障诊断的结果，制定维修策略，决定状态检修的措施。

2.1 状态检修的状态评估

由于气和油是变压器内的主要两个状态监测系统，变压器内各种故障都能够通过气、油系统反映出来。所以，变压器的在线监测技术主要集中在对油气量的在线监测。表1为变压器不同故障类型产生的气体。

2.1.1 对油中溶解气体的在线检测

变压器油的老化程度可以反映变压器的绝缘和老化情况，对变压器绝缘油中溶解的气体进行在线监测，就是通过对油中溶解出来的低分子气体进行分类和定量监测，来判断变压器的绝缘和老化程度。

目前，一般采用色谱分析法来进行油中溶解气体与内部故障的分析，首先，根据特征气体（H2和烃类）的比较值或气速率来判断是否发生故障，然后，可以使用特征气体法或比值法，结合单项气体超标法、碳氧化合物含量等方法来进行故障类别的判别，目前，常用的比值法为三比值法。

2.1.2 变压器电气量在线监测

除了对油气量的在线监测外，变压器的电气量在线监测也是对状态检修的有力补充。目前，状态检修中使用最多的是局部放电在线监测和绕组变形在线监测。

局部放电可以采用脉冲电流法、超声波局部放电测量法、超高频监测法等进行监测，通过对变压器局部放电伴随声音、光化学反应和电磁辐射等特征现象，来进行故障的判断。

绕组变形在线监测是利用监测绕组变形来反映变压器的故障，基于电磁感应原理的变压器中，绕组是最重要也是故障率最高的部件，绕组的故障约占整个变压器故障的60%～70%，当变压器绕组发生故障时，短路电流和短路扭矩的冲击，往往会导致绕组变形，包括：断线、匝间短路、位移等，目前，多采用低压脉冲法、频率响应法、短路电抗法等来进行绕组变形的监测。

此外，对变压器电气量在线监测还包括：套管介质损耗在线监测，主要用来发现变压器套管处的运行故障，如：绝缘破坏、受潮、放电等，目前我国对套管介质损耗在线监测的技术相对还不够成熟，在电网中的应用也不多。

2.1.3 其它状态评估方法

为了提升变压器状态评估的准确性，预防因在线监测系统出现故障而带来的状态评估数据异常，对变压器的状态评估还有历史数据资料收集、带电检测例如红外测温等、缺陷评价等方法。

其中，带电红外测温也是应用较为广泛的方法之一，它在带电状态下，通过红外技术来进行设备测温，根据温度分布异常情况来进行故障的诊断，还可以配以热像遥视监控系统和可见光摄像机等组成的计算机网络系统，具有便携、直观、准确等优点。

2.2 状态检修的故障诊断和检修策略制定

电力变压器的状态检修是一项系统工程，涉及到信息、调度、生技、安监、运行、维护等过个部门的工作，以及生产MIS、调度SCADA系统等多个功能模块，变压器的检修和故障诊断，包括策略制定，已经成为电力系统的重要内容。

目前，对电力变压器的故障诊断结合了油气量分析和电气量分析两种方法，油气量分析技术比较成熟，但反应不够灵敏，需要时间较长，电气量分析则速度较快，且能够部分定位，两者互相配合，优缺互补，结合故障诊断专家系统的使用，能够定位大部分电力变压器的故障并加以排除。

基于专家系统的变压器故障诊断依靠先进的计算机信息技术，通过对故障的推理和解释机制，在专家系统中存储的模块数据库、变压器特征参数库和基准数据库中进行推理，结合模糊处理方法，来进行于故障树的维修决策。

最后，结合故障分析的结果，进行故障模式、故障影响和故障的危害性分析，进行故障策略的制定。状态检修的结果可以分为正常状态、注意状态、异常状态、严重状态四个级别，针对不同的危险级别分别采取不同的措施，如：加强巡检、定期检查、限期检查、紧急停运等。

3 结 语

随着我国建设智能电网进程的加快，状态检修已经日渐取代定期检修，成为电力变压器的主流检修方式。目前，我国电力变压器状态检修的分析和研究还处于发展阶段，随着计算机信息技术、油谱分析技术、故障诊断技术的发展，状态检修技术将日渐成熟。

参考文献：

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[2] 叶斌斌，俞凤金.电力变压器状态检修探讨[J].中国高新技术企业，2009，13.

[3] 张衡.电力变压器检修策略的研究[D].贵阳：贵州大学，2007.